生物酶对造纸纤维改性的研究

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中国造纸工业的发展正面临着资源匮乏,能源短缺和污染严重等主要问题,扩大废纸(二次纤维)利用可以缓解以上制约我国制浆造纸工业发展的因素。但是废纸在回收利用的过程中会引起质量的变化,浆料强度、滤水性等会随着回用次数的增加而下降。随着高得率浆和速生阔叶浆在原料配比中的增加,所导致的纸张在印刷过程中的掉毛、掉粉问题也逐渐突出。低碳绿色造纸技术的发展是造纸行业努力奋斗的目标,生物酶作为一种高效绿色环保型催化剂,在造纸工业中的应用越来越广泛。本论文利用生物酶进行了废瓦楞箱板纸浆的改性研究;去除废新闻纸胶黏物的研究;APMP高得率浆和阔叶浆生物酶改性研究,并探讨了纤维的生物酶改性机理。通过上述研究得出以下结论:1、漆酶/木聚糖酶体系、漆酶/介体体系和重组木聚糖酶对废瓦楞箱板纸浆改性时,都具有增强作用。漆酶优于木聚糖酶。当酶用量为10IU/g时,LXS处理时与对照相比,抗张指数、环压指数和湿抗张指数分别增加了37.53%、23.86%和50.35%。证明了LXS处理废纸浆时,能发挥LMS同样的改性效果,它完全可以取代处理复杂、价格昂贵的LMS用于浆料的改性。2、废瓦楞箱板纸浆经过漆酶/木聚糖酶体系和重组木聚糖酶处理,浆料的打浆性能得到改善;比较两种酶处理对打浆性能的影响,则LXS优于X。LXS处理浆与原浆达到相同打浆度560SR时,可以节省25%的打浆能量消耗。酶处理能改善纸浆的滤水性能,对于改善纸浆的滤水性能而言,则重组木聚糖酶优于漆酶/木聚糖酶体系。3、漆酶能有效去除废纸脱墨浆中胶粘物,在酶用量为15IU/g时,LXS和LXS+E处理后与原浆相比,浆中胶粘物分别降低了51.91%和68.43%,减轻了后续工序除胶粘物的负荷。4、漆酶/木聚糖酶体系处理阔叶浆或者APMP,能够有效脱除纤维表面的木质素,提高成纸的表面强度。用木聚糖酶处理后浆料能提高纸张的施胶度。影响APMP成纸拉毛强度的关键因素为温度和pH值,最终的回归方程为:Y=28.41-9.323A+1.823B。(A-pH;B-温度)5、通过酶处理浆纤维质量分析、自由基浓度测定、纤维素结晶度测定、接触角的测定、红外谱分析和电镜照片观察,从理论上解释了为什么漆酶和木聚糖酶处理能改善纸浆的物理强度、打浆性能和滤水性能。
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